Des économies d'énergie en perspective : de nouvelles cellules photovoltaïques utilisent toute l'énergie solaire

Les panneaux photovoltaïques n'exploitent pas toute l'énergie solaire, seule une partie du rayonnement est mise à profit. Une équipe de chercheur du MIT a fait une découverte majeure dans le monde des énergies renouvelables qui pourraient révolutionner la technologie utilisée dans les panneaux photovoltaïques. En convertissant la lumière en chaleur puis ensuite en rayonnement thermique, les cellules photovoltaïques produisent plus d'énergie.

Des panneaux photovoltaïques jusqu'à quatre fois plus puissant

Les panneaux photovoltaïques actuels n'utilisent qu'une partie de l'énergie émise par le soleil. Leur rendement est compris entre 13 et 21 % et si il peut encore être amélioré, les spécialistes estiment, qu'il ne pourra pas excéder 33 %. L'utilisation partielle de l'énergie solaire ajoutée aux propriétés des cellules semi conductrices en silicium expliquent ce faible taux.

Les cellules photovoltaïques au silicium fabriquées aujourd'hui ne peuvent utiliser qu'une partie des photons issus du rayonnement du soleil. Seul ceux suffisamment chargés en énergie pour exciter les électrons et les forcer à quitter leur bande de valence (couche extérieur d'un ion où les électrons peuvent parfois se "fixer" ou partir) permettent de réellement fournir de l'énergie. Grâce à la découverte d'une équipe de chercheurs du MIT, il sera bientôt possible d'équiper les panneaux photovoltaïques de la technologie thermovoltaïque solaire. En modifiant ainsi la structure des cellules, le rendement pourra théoriquement dépasser les 80%.

Des économies d'énergie grâce à une meilleure efficacité

Les cellules des panneaux photovoltaïques pourront profiter de la nouvelle technologie mise au point dans les laboratoires du MIT. Par dessus la couche principale de silicium, les chercheurs ont décider d'ajouter un carré d'un cm² en nanotube de carbone permettant de capter l'ensemble du spectre solaire et une couche de cristaux photoniques. L'échauffement provoqué par l'ensemble du rayonnement solaire est transmis aux cristaux qui produisent à leur tour un rayonnement, cette fois thermique. Une fois qu'il atteint le pic d'intensité, sa longueur d'onde correspond à celui qui fait fonctionner les cellules photovoltaïques de manière optimale.

En ajoutant deux couches aux cellules classiques, on devrait donc multiplier par quatre le rendement actuel des panneaux photovoltaïques, de quoi révolutionner les énergies renouvelables. Bien que le procédé, encore très expérimental, n'ai qu'un rendement de 3,2 %, les chercheurs estiment pouvoir rapidement atteindre les 20 % de rendement. 20 % équivaut à la valeur haute du rendement des panneaux photovoltaïques actuels, c'est donc une base saine pour commencer la commercialisation. Les bénéfices pourront par la suite permettre de facilité l'évolution du système et peut être atteindre le rendement de 80 %.

Le dispositif apporterait d'autres avantages en termes d'économies d'énergie. La chaleur se stocke plus facilement que l'électricité, hors le stockage est l'un des plus gros freins à la progression des énergies renouvelables. Ces cellules permettront donc de produire plus d'énergie et de la stocker plus facilement.

Source : Vos économies d'énergie.fr